لا تُعد مواد السيليكون مكونًا مهمًا لصناعة المواد الجديدة في الصناعة الاستراتيجية الناشئة الوطنية فحسب، بل هي أيضًا مادة داعمة لا غنى عنها للصناعات الاستراتيجية الناشئة الأخرى.

مع التوسع المستمر في مجالات التطبيق، أدى الطلب الهائل المحتمل إلى جعل السيليكونات واحدة من أكثر المواد الكيميائية شيوعًا في الوقت الحاضر.

تُستهلك النسبة الأكبر من السيليكونات محلياً في قطاعات مثل البناء والإلكترونيات والكهرباء والطاقة المتجددة والرعاية الطبية والعناية الشخصية. ويُعدّ قطاع البناء حالياً القطاع الرئيسي الذي يستهلك السيليكونات، حيث يُمثّل حوالي 30% من إجمالي الاستهلاك.

بالإضافة إلى النمو المستمر للطلب على مواد السيليكون في الصناعات التقليدية، وصناعات توفير الطاقة وحماية البيئة مثل الطاقة الكهروضوئية والطاقة الجديدة، فضلاً عن تطوير الصناعات الناشئة مثل بناء شبكات الطاقة ذات الجهد العالي للغاية، والمواد الذكية القابلة للارتداء، والطباعة ثلاثية الأبعاد، وشبكات الجيل الخامس، فإن كل ذلك يوفر نقاط نمو جديدة للطلب على السيليكون.

لمحة عامة عن السيليكونات

السيليكونات مصطلح عام للمركبات العضوية السيليكونية، والتي يتم تصنيعها وتحللها بواسطة السيليكون المعدني والكلوروميثان.

تتمثل الخطوة الأولى في تصنيع السيليكونات في إنتاج ميثيل كلوروسيلان، والذي يُحلل مائيًا بعد ذلك للحصول على أحادي ميثيل ثلاثي كلوروسيلان، وثنائي ميثيل ثنائي كلوروسيلان، وثلاثي كلوروسيلان. يُعد ثنائي ميثيل ثنائي كلوروسيلان المونومر الرئيسي للسيليكون العضوي، وتُعتبر منتجاته النهائية الرئيسية مطاط السيليكون وزيت السيليكون.

في الوقت الحاضر، تشير القدرة الإنتاجية للسيليكون المذكورة في الصين بشكل عام إلى القدرة الإنتاجية لميثيل كلوروسيلان، بينما تستند إحصاءات الإنتاج الحالية جميعها إلى إنتاج ثنائي ميثيل سيلوكسان.

سلسلة صناعة السيليكون

تنقسم سلسلة صناعة السيليكون بشكل رئيسي إلى أربع مراحل: المواد الخام للسيليكون، ومونومرات السيليكون، والسيليكونات الوسيطة، ومنتجات السيليكون المُعالجة. يوجد عدد أقل من شركات الإنتاج للمواد الخام والمونومرات والوسيطة، بينما تشمل المعالجة المتقدمة مجموعة واسعة من المنتجات وقدرات إنتاجية أكثر تشتتًا.

المواد الخام للسيليكون

تتضمن عملية إنتاج السيليكونات نسبة كبيرة من المواد الخام. وتتمثل هذه المواد الخام في مسحوق السيليكون الصناعي، الذي يُحضّر صناعياً عن طريق اختزال الكوارتز باستخدام فحم الكوك في فرن القوس الكهربائي.

يستهلك إنتاج السيليكون الصناعي كميات كبيرة من خام السيليكون والطاقة، ويتسبب في تلوث بيئي كبير. لذا، أصبح توفير إمدادات مستقرة وعالية الجودة من المواد الخام للسيليكون الصناعي ضمانة أساسية لإنتاج السيليكون.

وفقًا لـ SAGSI، في عام 2020، بلغت الطاقة الإنتاجية العالمية للسيليكون الصناعي 6.23 مليون طن، بينما بلغت الطاقة الإنتاجية للصين 4.82 مليون طن، وهو ما يمثل 77.4٪.

السيليكون

مونومرات السيليكون والوسائط

تُشكّل الإمدادات المحلية من مونومرات السيليكون وموادها الوسيطة أكثر من 50% من الإجمالي العالمي، مما يجعلها أكبر مُورّد لمونومرات السيليكون وموادها الوسيطة في العالم. ونظرًا لعدم استقرار مونومرات السيليكون، تقوم الشركات عادةً بتصنيعها إلى مواد وسيطة مثل ثنائي ميثيل سيلوكسان (DMC) أو D4 لبيعها.

توجد أنواع ومواصفات قليلة من مونومرات السيليكون والمركبات الوسيطة.

يُعد ثنائي ميثيل ثنائي كلورو سيلان حاليًا أكثر مونومر السيليكون استخدامًا على نطاق واسع، حيث يمثل أكثر من 90٪ من إجمالي كمية المونومر.

يُعدّ الحد الأدنى لدخول صناعة السيليكون مرتفعاً، حيث رُفع إلى 200 ألف طن ويتطلب استثماراً رأسمالياً لا يقل عن 1.5 مليار يوان. وسيؤدي هذا الحد المرتفع إلى تعزيز توجه تركيز طاقة إنتاج المونومر لدى الشركات الرائدة.

في الوقت الحالي، لا يمتلك سوى عدد قليل من الشركات تراكمًا تكنولوجيًا كافيًا وحققت إنتاجًا واسع النطاق، حيث يتم توزيع أكثر من 90٪ من الطاقة الإنتاجية بين أفضل 11 شركة.

كما أن تركيز طاقة إنتاج مونومر السيليكون يوفر مساحة تفاوض أوسع للشركات العاملة في المراحل اللاحقة من سلسلة التوريد.

ثنائي كلورو ثنائي ميثيل سيلان

فيما يتعلق بالإمدادات، لدى العديد من الشركات الرائدة في مجال السيليكون في الصين مشاريع جارية أو خطط جديدة. وستتركز الطاقة الإنتاجية الجديدة خلال الفترة من 2022 إلى 2023، ومن المتوقع أن تدخل الطاقة الإنتاجية للصناعة مرحلة توسع سريع.

بحسب بيانات شركة بايتشوان يينغفو، ستستثمر شركات مثل هيشنغ لصناعة السيليكون، ويونان للاستثمار في الطاقة، ودونغيو لمواد السيليكون، ما يقارب 1.025 مليون طن من طاقة إنتاج السيليكون هذا العام. كما تستثمر شركات أخرى مثل نيو سبيشال إنرجي، وآسيا لصناعة السيليكون، وسيتشوان يونغشيانغ، في طاقة إنتاج السيليكون متعدد البلورات، مما سيؤدي إلى زيادة الطلب على السيليكون الصناعي.

تتوقع SAGSI أن تتجاوز الطاقة الإنتاجية للصين من مونومرات ميثيل السيليكون 6 ملايين طن/سنة بحلول عام 2025، وهو ما يمثل أكثر من 70% من الطاقة الإنتاجية العالمية لمونومرات ميثيل السيليكون.

وفقًا لمجلة C&EN، تخطط شركة Momentive، وهي شركة أجنبية رائدة في مجال السيليكون، لإغلاق خط إنتاج السيليكون الخاص بها في ووترفورد، نيويورك، مما يجعل شركة Dow المُصنِّع الوحيد للمواد الخام الأولية للسيليكون في الولايات المتحدة.

تم نقل القدرة الإنتاجية العالمية لمونومر السيليكون إلى الصين، وسيستمر معدل تركيز الصناعة في التحسن في المستقبل.

المعالجة العميقة للسيليكون

توجد منتجات السيليكون المعالجة بعمق غالبًا في الشكل الجزيئي RnSiX (4-n)، وتمنح الخصائص الفيزيائية والكيميائية المستقرة لسلسلة السيليكون وتنوع المجموعات الوظيفية هذه المنتجات استخدامات متعددة. وتُعدّ منتجات مطاط السيليكون وزيت السيليكون من أهم هذه المنتجات، حيث تمثل 66% و21% من إجمالي المنتجات.

لا تزال صناعة المعالجة العميقة للسيليكون في الوقت الحالي في مرحلة نمو سريع، وتتميز بتشتت نسبي في هذا القطاع. ويوجد أكثر من 3000 شركة متخصصة في معالجة السيليكون فقط.

خزان المواد الخام لمصنع أوليفيا

بنية منتجات السيليكون المعالجة بعمق في الصين:

تفتقر شركات السيليكون الأجنبية إلى ميزة التكلفة في إنتاج مونومرات السيليكون مقارنة بالشركات الصينية، وتركز معظم شركات السيليكون الأجنبية الرائدة على تطوير منتجات المعالجة العميقة في المراحل اللاحقة وتوسيع السلسلة الصناعية.

لقد تحولت سياسات التشجيع الصينية لصناعة السيليكون تدريجياً من إنتاج المونومر إلى المعالجة العميقة لمنتجات السيليكون، وتطوير منتجات سيليكون جديدة، وتوسيع مجالات التطبيق الجديدة، وتحسين مستوى الاستخدام الشامل.

السيليكا

تتمتع منتجات السيليكون النهائية بقيمة مضافة أعلى وآفاق تطبيق سوقية واعدة. ولا يزال هناك مجال واسع لتطوير استهلاك السيليكون في الأسواق الناشئة في الصين وخارجها.

سيليكون

السيليكون متعدد البلورات